I 高尔顿板
弗朗西斯·高尔顿在 1873 年造了这块板,用来演示秩序怎样从随机里显出来。每碰一颗钉,球往左往右的机会各一半;格子从左边的 0 号编起,所以球落进几号格,就是它往右了几次:k=b1+b2+⋯+b12。一共有 212=4096 条机会相同的路,其中 12k 条通到 k 号格。球落得够多,各格所占的比例就稳在 12k/4096 附近;排数再加,轮廓就向钟形曲线收拢。角上把落定的球一颗颗数下来。
- 往左还是往右
- k=b1+b2+⋯+b12先放一颗球,慢慢落。十二颗钉,每碰一颗就往右或往左,角上一路记下它的路径:R 是往右,L 是往左。它往右七次,落进 7 号格。随后又有九颗跟着落下。
- 数路
- P(k)=12k/212每颗钉上的数,是通到这颗钉的路有几条,等于它左上、右上两个数之和,所以钉上排出的是帕斯卡三角;钉与钉之间的每段线,亮度表示球走这一段的机会。金色的线,是 4096 条路里通到 7 号格的那 127=792 条。
- 上千颗球
- Nk/N→12k/212一千四百颗球,各走各的路。蓝色轮廓画的是期望,也就是已落的球数 N 乘以每一格的机会;球堆贴在它附近,落的球越多,按比例看贴得越近:这就是大数定律。
- 钟形曲线
- nk/2n≈√2/πne−2(k−n/2)2/n排数一次次翻倍,从 12 到 192,每翻一次就把板缩回来,让分布的宽度保持不变。柱子的面积是每一格的精确机会;柱子越来越细,顶端向金色的曲线 e−x2/2 收拢。棣莫弗在 1733 年发现了这一点;这是中心极限定理的第一个例子。



